[发明专利]一种电子器件表面处理方法

说明书

本发明涉及微纳尺度材料样品制备技术领域，特别涉及一种电子器件表面处理方法。所述电子器件包括衬底层和设在所述衬底层上的器件结构层，所述器件结构层内设有导通层和栅介质层，所述导通层和所述栅介质层内均设有金属材料层；所述处理方法包括：对所述器件结构层减薄，使所述金属材料层裸露在所述器件结构层表面，得到第一处理产物；对所述第一处理产物刻蚀，得到第二处理产物。本申请实施例所述的电子器件表面处理方法，通过对器件结构层减薄，使内部的金属材料层裸露出器件结构，然后再刻蚀除去金属材料层，为后续的三维原子探针技术表征分析提供保证，提高三维原子探针技术样品分析的成功率。

技术领域

本发明涉及材料样品制备技术领域，特别涉及一种电子器件表面处理方法。

背景技术

随着集成电路尖端技术的不断发展，主流晶体管鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor，FinFET)的工艺和材料结构都变得越来越复杂。如何制造性能更好更稳定的FinFET器件，这要求更精准的选择刻蚀工艺和更严格的金属纯度控制过程，实现复杂的功函数金属薄膜工艺。因此，对于小尺寸FinFET器件的研究，需要高精度的表征技术对其进行三维的结构-成分分析、微量掺杂元素在特征结构中的分布分析、多层金属表面及界面分析、以及工艺过程中引起的材料结构缺陷分析等。三维原子探针技术(Atom ProbeTechnique，APT)被认为是FinFET器件研究和分析的最有力手段。

三维原子探针技术主要原理是将所分析的器件结构制备成针尖形状样品，使得在电场蒸发条件下，从针尖顶端进行材料结构的逐层剥离，再通过所激发原子信息重构出器件结构，最终实现原子级分辨率的结构-成分分析。因此，三维原子探针技术表征分析的首要因素是制备合适的针尖样品，三维原子探针技术样品的制备状态是直接导致三维原子探针技术表征结果能否成功的关键因素和难点之一。聚焦离子束针尖制样主要定位在FinFET结构层，即FinFET技术芯片的前端工艺结构，FinFET结构上层有多层铜互连线结构。由于FinFET前端工艺，栅结构(Gate)和导通层(Contact)均采用了钨材料，而钨在三维原子探针技术表征分析中是极其不易场蒸发的材料且非常容易引起针尖样品断针现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是FinFET器件栅结构和导通层中的金属材料在三维原子探针技术表征分析中不易蒸发的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例公开了一种电子器件表面处理方法，所述电子器件包括衬底层和设在所述衬底层上的器件结构层，所述器件结构层内设有导通层和栅介质层，所述导通层和所述栅介质层内均设有金属材料层；

所述处理方法包括：

对所述器件结构层减薄，使所述金属材料层裸露在所述器件结构层表面，得到第一处理产物；

对所述第一处理产物刻蚀，得到第二处理产物。

进一步的，所述金属材料层为钨金属材料层。

进一步的，对所述第一处理产物刻蚀采用的刻蚀方法为化学刻蚀法。

进一步的，所述刻蚀方法包括：

将刻蚀溶液加热至预设温度；

将所述第一处理产物放入所述刻蚀溶液中；

将所述刻蚀溶液保温预设时长。

进一步的，所述刻蚀溶液为过氧化氢溶液。

进一步的，所述处理方法还包括：在第二处理产物的表面沉积保护层，所述保护层远离所述衬底层设置。

进一步的，所述保护层的材质为非金属化合物。

进一步的，所述保护层的材质为金属化合物。

进一步的，沉积所述保护层采用的方法为化学气相沉积法或物理气相沉积法。